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德国PDSG公司局部放电试验仪介绍ICMsystem 系列上图为ICMsys8独立8通道局放仪，内含噪讯抑制模块（闸门/Gating）、8个独立局放讯号撷取模块信道、高分辨率模拟-数字转换卡、电源供应器、通讯模块（RS-232 ＆ GBIP）、讯号同步与8信道的试验电压撷取单元。
配置不同的组件可完成下列六大功能：一、工频（AC）、变频、极低频耐压局放。
二、直流（DC）局放三、无线电干扰电压（RIV）测量。
四、IEC认可的选频局放测量（Spectrum）五、GIS或变压器的定位测量。
六、GIS或变压器的极高频（UHF）测量ICMsys4独立4信道局放系统到货点检(内含ICMsys4主机、匹配阻抗x4、前置放大器x5、抑制噪声耦合互感器CT1 x1、标准方波校正讯号产生器x1、同轴电缆相同颜色两条x 各4组、使用手册与专用软件)本系统可分为多种应用，8通道可同时测量变压器的三相高压侧、及低压侧的局部放电(PD)、无线电干扰(RIV)、亦可选购选频的局放测量(Spectrum)、差动抑制噪声的闸门功能(Gate)为标配，根据不同的耦合传感器（选购）也可用来测量极高频的局部放电(UHF)，当发现变压器有局放缺陷时，可换装超音波探头，并搭配其专用超音波局部放电定位软件、找出变压器内部的放电位置（请参考下图）。
上图为8通道试验回路示意图下图：以ICMsys4 4通道，应用于干式变压器，三相感应电压局部放电试验屏蔽室内的配置，PD的背景噪讯低于2pc右图：试验电源由发电机输出，经由自耦变及升压变，将试验电源输入到试品变压器的低压侧左图：从高压侧将感应电压讯号接至PD耦合分压器，再经由匹配阻抗将讯号分为局放、试验电压、与频率讯号，再由前放将PD讯号放大输出至ICMsys4的测量接口。
图左：二合一型的100KV分压器和PD耦合测量阻抗图右：亦可搭配现有耦合分压器，PDSG可以提供各种不同的的匹配阻抗与前置放大器上图：局部放电专用试验控制柜，可采用国内生产的工业级计算器与打印机，以方便后续的计算机维修服务，完全避免进口产品维修不易、后送国外原厂的困扰。
水电阻：水电阻是指利用电解液的阻值特性，通过调节极板间距离来实现电机的软启动或者调速软起动装置用于大中型高压鼠笼（绕线式）交流异步电动机或异步起动的高压同步电动机，作降压起动之用。
使用该装置起动的电机具有起动电流小且恒定、转矩逐步增加的软起动特性，起动过程中无电流冲击和机械冲击，起动时对电网影响小，无电磁干扰、是起动电抗器和自耦降压起动器的理想替代产品 , 相对于高压变频软起动器而言，又具有明显的操作简单、免维护、无谐波污染等优势。
包络信号：将一段时间长度的高频信号的峰值点连线，就可以得到上方（正的）一条线和下方（负的）一条线，这两条线就叫包络线。
包络线就是反映高频信号幅度变化的曲线。
对于等幅高频信号，这两条包络线就是平行线。
当用一个低频信号对一个高频信号进行幅度调制（即调幅）时，低频信号就成了高频信号的包络线。
这样的信号称为调幅信号。
从调幅信号中将低频信号解调出来的过程，就叫做包络检波。
也就是说，包络检波是幅度检波。
包络就是信号每点幅值的连线。
反映该信号的局部最大值的变化情况。
红线就是对于信号（由黑线表示）的包络函数，也可以叫包络信号。
兔耳现象：1)高压导杆上金属尖刺缺陷物理模型：电晕放电2)悬浮电位缺陷物理模型：容性放电3)绝缘子表面导电胶尖刺物理模型：导电胶放电，导电胶尖刺产生的电晕性的局部放电;导电胶的存在, 缩短了高压母线和筒壁之间的绝缘距离, 这样在导电胶靠近筒壁的一端易产生沿面局部放电。
4)绝缘子表面污染物缺陷物理模型：单个放电脉冲波形为多峰脉冲, 脉冲包络可视为单指数振荡衰减波形, 第1 个峰上升沿很陡, 约几ns, 整个脉冲持续时间约800 ns;放电信号能量主要集中在10MHz 以下, 整个过程中, 由于电晕放电的稳定化作用, 使得放电不易发展, 放电信号相对较弱。
问题：PRPD谱图未画出放电信号的分布？结论：1) 导杆金属尖刺电晕放电幅值较小。
整个放电过程中由于电晕放电稳定化作用, 使得放电不易发展。
GIS局部放电检测技术实际故障的统计分析表明，绝缘故障是影响设备正常运行的主要原因。
而局部放电是造成绝缘劣化的主要原因，也是绝缘劣化的主要表现形式，与设备绝缘的劣化和击穿过程密切相关，能有效地反映设备内部绝缘的故障。
因此，对电力设备进行有效的局部放电检测对于电力设备的安全稳定运行具有重要意义。
GIS （Gas Insulater Switchgear）指气体绝缘金属封闭开关设备，是一种兴起于20世纪60年代的成套封闭式高压电器设备。
它是将除变压器之外的所有设备，如断路器、避雷器、电压互感器、电流互感器、隔离开关、接地开关、套管、母线等多种高压电器组合、封闭在接地的金属外壳内，壳内充以0.3MPa-0.4MPa的SF6气体作为绝缘和灭弧介质。
GIS的突出特点是体积小、占地面积少，GIS变电站占地面积仅为常规变电站的10%-15%，且不受环境和海拔的影响，运行维护工作量小、检修周期长、安全可靠性高，因此近些年来得到了越来越广泛的应用。
标签：GIS;局部放电;检测;技术;分析1导言GIS设备局放检测技术局部放电检测是以发生局部放电时产生的电、光、声等现象为依据，来判断局部放电的状态，包括定位和放电的程度。
GIS局放常用的检测方法主要为超声波和特高频检测联合检测法。
2超声波检测法GIS设备发生局部放电时，放电使通道气体压力骤增，在GIS内部（气室）气体中产生压力声波，以纵波的方式传播到GIS外壳。
超声波检测是通过设置在GIS设备金属外壳上的声传感器，来检测、识别和定位局部放电缺陷。
超声波法检测范围相对较小，需要与被测设备的表面实施完全接触，适合定位测量，主要用于检测套管、终端、绝缘子的表面放电，对于其他放电类型不敏感。
3特高频检测法运行中的GIS内部充有SF6气体，其绝缘强度和击穿场强都很高。
当局部放电在很小的范围内发生时，将产生很陡的脉冲电流，脉冲向四周辐射出的特高频电磁波。
GIS有许多法兰连接的盆式绝缘子、拐弯结构和T形接头、隔离开关及断路器等不连续点，特高频信号在GIS内传播过程中经过这些结构时，可以通过这些盆式绝缘子透射出来。
局部放电标准图谱附录一高频局部放电检测标准高频局部放电测试结果图谱特征放电幅值说明缺陷具有典型局部放电的检测图谱且放电幅值较大放电相位图谱具有明显180度特征，且幅值正负分明大于500mV，并参考放电频率。
缺陷应密切监视，观察其发展情况，必要时停电检修。
通常频率越低，缺陷越严重。
异常具有局部放电特征且放电幅值较小放电相位图谱180度分布特征不明显，幅值正负模糊小于500mV大于100mV，并参考放电频率。
异常情况缩短检测周期。
正常无典型放电图谱没有放电特征没有放电波形按正常周期进行附录二高频局部放电检测典型图谱放电类型图谱类型图谱特征电晕放电相位图谱分类图谱单个脉冲时域波形单个脉冲频域波形内部放电相位图谱分类图谱单个脉冲时域波形单个脉冲频域波形沿面放电相位图谱分类图谱附录三GIS超高频局部放电检测典型图谱定义：1、单周期检测数据：检测一个50Hz周期局部放电的峰值与相位角。
2、峰值检测数据：检测50Hz周期的相位角与局部放电信号的峰值和放电速率的关系。
3、PRPD检测数据获取局部放电信号峰值时，数据显示不同大小峰值的局部放电信号个数与50Hz周期相位角的关系。
GIS超高频局部放电典型图谱：电晕放电单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱自由金属颗粒放电单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱空隙（空穴、气隙）放电单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱移动电极局部放电（悬浮放电）单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱GIS超高频典型干扰图谱：雷达噪音单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱横轴是幅值,纵轴是相位马达噪音单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱闪光噪音单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱移动电话噪音单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱附录四高压电缆局部放电典型图谱及检测标准序号项目周期标准说明高压电缆局部放电电缆本体及接头局部放电试验1）2年2）必要时正常：无典型放电图谱。
附录一高频局部放电检测标准附录二高频局部放电检测典型图谱放电类型图谱类型图谱特征电晕放电相位图谱分类图谱单个脉冲时域波形单个脉冲频域波形内部放电相位图谱分类图谱单个脉冲时域波形单个脉冲频域波形相位图谱沿面放电分类图谱附录三GIS超高频局部放电检测典型图谱定义：1、单周期检测数据：检测一个50Hz周期局部放电的峰值与相位角。
2、峰值检测数据：检测50Hz周期的相位角与局部放电信号的峰值和放电速率的关系。
3、PRPD检测数据获取局部放电信号峰值时，数据显示不同大小峰值的局部放电信号个数与50Hz周期相位角的关系。
GIS超高频局部放电典型图谱：电晕放电单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱自由金属颗粒放电单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱空隙（空穴、气隙）放电单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱移动电极局部放电（悬浮放电）单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱GIS超高频典型干扰图谱：雷达噪音单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱横轴是幅值,纵轴是相位马达噪音单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱闪光噪音单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱移动电话噪音单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱附录四高压电缆局部放电典型图谱及检测标准序号项目周期标准说明高压电缆局部放电电缆本体及接头局部放电试验1）2年2）必要时正常：无典型放电图谱。
正常35kV Q<20pC110kV Q<10pC220kV Q<10pC异常：具有局部放电特征但放电量较小。
异常（I,II）35kV20pC<Q<100pCQ>100pC110kV10pC<Q<40pC40pC<Q<80pC1）曾经发生事故的电缆线路应密切关注，并适当缩短监测周期。
2）与标准图谱（附录B 高频局部放电检测典型图谱）比较，确定局部放电及类型。
3）异常及缺陷应根据处理标准进行处理。
电缆线路局部放电缺陷检测典型案例（第一版）案例1：高频局放检测发现10kV电缆终端局部放电（1）案例经过2010年5月6日，利用大尺径钳形高频电流传感器配Techimp公司PDchenk 局放仪，在某分界小室内的10kV电缆终端进行了普测，发现1-1路电缆终端存在局部放电信号，随后对不同检测位置所得结果进行对比分析，初步判断不同位置所得信号属于同一处放电产生的局放信号，判断为电缆终端存在局放信号。
2010年6月1日通过与相关部门协调对其电缆终端进行更换，更换后复测异常局放信号消失。
更换下来的电缆终端经解体分析发现其制作工艺不良，是造成局放的主要原因。
（2）检测分析方法测试系统主机和软件采用局放在线检测系统，采用电磁耦合方法作为大尺径高频传感器的后台。
信号采集单元主要有高频检测通道、同步输入及通信接口。
高频检测通道共有3个，同时接收三相接地线或交叉互联线上采集的局部放电信号，采样频率为100 MHz，带宽为16 kHz~30 MHz，满足局部放电测试要求。
同步输入端口接收从电缆本体上采集的参考相位信号，通过光纤、光电转换器与电脑的RS232串口通信，将主机中的数据传送至电脑中，从而对信号进行分离、分类及放电模式识别。
利用局部放电测试系统，在实验电缆中心导体处注入图1-1的脉冲信号，此传感器可直接套在电缆屏蔽层外提取泄漏出来的电磁波信号，在电缆中心导体处注入脉冲信号，耦合到的信号如图1-2所示。
图1-1 输入5 ns脉冲信号图1-2输入5 ns脉冲信号响应信号将传感器放置不同距离时耦合的脉冲信号如图1-3所示。
距电缆终端不同距离耦合的脉冲信号随其距离的增长而减小（见图1-4），这样就可以判断放电是来自开关柜内还是线路侧。
a）距电缆终端0.1 m b）距电缆终端1.5 m图1-3 局部放电系统的耦合信号图1-4 不同位置耦合的脉冲信号2010年5月6日，在某分界小室内的10kV电缆终端进行了普测，在距离1-1路进线电缆0.5 m和1.0 m处分别发现局放信号，测试结果如图1-5及图1-6所示。
单周期检测图谱单周期检测图谱单周期检测图谱单周期检测图谱单周期检测图谱单周期检测图谱单周期检测图谱1毛刺放电1. 1 基本特征接地体和带电体部分上的突起(毛刺放电)的特征表现为:•局部场强增加•由于电晕球的保护作用，工频耐压水平不受影响•雷电冲击电压水平会大幅度下降•毛刺如果大于 1-2 mm 就认为是有害的导体上的毛刺与壳体上的毛刺放电图谱是一样的,但导体上的毛刺位于气室中心,其产生的压力波会呈扇形在整个气室传递,在壳体外能在较广的范围内接收到信号,而壳体上的毛刺信号较集中,在放电处信号最强。
也可以根据SF6气体对高频信号的衰减特性，调整带通滤波器的上限频率，如果信号明显降低，表明是壳体上的毛刺放电，如果信号变化不大，表明是导体上的毛刺放电。
一般导体上的毛刺放电更具危险性。
1.2 典型图谱毛刺放电的典型图谱如下:毛刺放电故障连续模式下有效值和峰值都会增大，信号稳定，而50HZ相关性明显，100HZ 相关性较弱。
在相位模式下，一个周期内会有一簇较集中的信号聚集点。
1.3经验判据根据现有经验，毛刺一般在壳体上，但导体上的毛刺更危险。
如果毛刺放电发生在母线壳体上，信号的峰值Vpeak < 2mV, 认为不是很危险，可继续运行。
如果毛刺放电发生在导体上，信号的峰值Vpeak > 3 mV, 建议停电处理或密切监测。
对于不同的电压等级，如110KV/220KV, 可参照上述标准执行。
对于330KV/500KV/750KV，由于母线筒直径大，信号有衰减，并且设备重要性提高，应更严格要求，建议标准提高一些。
其它气室，如开关气室，由于内部结构更复杂，绝缘间距相对短，应更严格要求，建议标准提高一些。
在耐压过程中发现毛刺放电现象，即使低于标准值，也应进行处理，使缺陷消灭在初始阶段。
注意：只要信号高于背景值，都是有害的，应根据工况酌情处理。
2 自由颗粒2.1 基本特征自由颗粒,其表现特征为:•雷电冲击电压影响很小•工频耐压会有很大的降低•超声传感器接收到典型的机械撞击信号•飞入高场强区非常危险•信号表征不重复，随机性强2.2 典型图谱颗粒故障的连续模式图谱中，有效值和峰值会很大，往往达几百上千毫伏，其信号不稳定，表现为周期性的波动，而100HZ和50HZ相关性没有。
局部放电是指绝缘结构中由于电场分布不均匀、局部场强过高而导致的绝缘介质中局部范围内的放电或击穿现象,是造成绝缘劣化的主要原因,也是劣化的重要征兆和表现形式,与绝缘材料的劣化和击穿密切相关。
因此,对局部放电的有效检测对电力设备的安全稳定运行具有重要意义。
局部放电的检测是以局部放电所产生的各种现象为依据,通过能表述该现象的物理量来表征局部放电的状态及特性。
由于局部放电的过程中会产生电脉冲、电磁辐射、超声波、光以及一些化学生成物,并引起局部过热,相应地出现了脉冲电流法、超高频(UHF)法、超声波法、光测法、化学检测法、红外检测法等多种检测方法。
传统的局部放电检测方法,其测量信号的响应频率一般不超过 1 MHz,易受外界干扰的影响,很难用于电力设备的现场检测。
同传统的检测方法相比,超高频检测技术具有检测频率高、抗干扰性强和灵敏度高等优点,更适合局部放电在线监测,它通过接收电力变压器局部放电产生的超高频电磁波,实现局部放电的检测。
局部放电测量还有助于发现以SF6气体作为绝缘介质的气体绝缘金属封闭开关设备（以下简称GIS，包括HGIS和罐式断路器等）内部的多种绝缘缺陷，是诊断GIS健康状态的重要手段。
在GIS制造、安装、运行和检修的各个环节，凡是具备条件的，都应该进行局部放电检测。
检测原理
电气设备在使用过程中，由于某些原因逐步产生缺陷，在局部出现的微小放电的物理状况。
检测局部放电是诊断电力设备绝缘状态的重要办法。
电力变压器内的油纸绝缘，由于自身老化或生产工艺，会导致绝缘缺陷。
绝缘缺陷的存在会造成电场不均匀而产生局部放电，使绝缘介质逐步受到侵蚀和损伤，最终导致变压器出现绝缘性故障,造成巨大的经济损失以及人身伤害。
所以局部放电的检测对电力变压器有着十分重要的意义。
变压器内部的典型局部放电形式有四种，他们分别是油中气隙放电、油纸隔板结构放电、悬浮电极放电和针板电极放电这四种。
我们利用超高频法检测变压器内部的局部放电。
变压器内部局部放电的超高频信号变压器内部局部放电频谱分布图由上述两个图谱可以看出用超高频测量变压器内部的局部放电是比较有效的。
1、变压器内部油中气体放电的典型图谱：
2、变压器内部悬浮电极放电的典型图谱：
3、变压器内部油纸隔板结构放电
4、变压器内部针板电极放电
对于GIS局部放电的起因有如下几种：
1.导体上的毛刺或颗粒 4. 自由移动的带电颗粒
2.壳体上的毛刺或颗粒 5. 盆式绝缘子上的颗粒
3.悬浮屏蔽（接触不良） 6. 盆式绝缘子内部缺陷
从能量的角度来看，放电是能量的一个瞬时的爆发，是电能以声能、光能、热能、电磁能，气体形式（臭氧、一氧化二氮）等形式释放出去的一个过程，可采用多种手段进行测量。
目前局部放电的检测手段主要有如下4种：
传统检测法（实验室常用，不适合在线）
超高频（UHF）检测法（检测灵敏度高，适合现场）
超声波（AE）检测法（检测灵敏度高，适合现场）
气体分析法（检测灵敏度低，反应速度慢）
UHF检测法和AE检测法适合现场检测应用，可以相互补充。
在变电站现场，由于受电磁环境、检测设备和试验电源等条件的限制，通常难以对GIS进行常规的脉冲电流法检测。
实践经验表明，局部放电超高频检测方法具有检测灵敏高和抗干扰能力强的特点，适用于发电厂和变电站现场条件下的变压器及GIS局部放电测量。
目前电力行业内已经认可此方法，并且有相应的技术规范。
放电类型识别
在测量过程中，系统对测量的数据实时分析并进行智能判断，并将判断结果自动
分类，类别如下：
1--悬浮电位放电
2--绝缘子内部气隙放电
3--绝缘子沿面放电
4--尖端毛刺放电
5--自由颗粒放电
6—外部干扰
7--没有明显放电特征
5.5抗干扰
现场干扰将降低局部放电检测的灵敏度，甚至导致误报警和诊断错误。
因此，局部放电检测装置应能将干扰抑制到可以接受的水平。
5.5.1 主要干扰类型
GIS局部放电特高频检测中主要存在以下几类干扰形式：
1)移动通讯和雷达等无线电干扰；
2)变电站架空线上尖端放电干扰；
3)变电站高电压环境中存在的浮电位体放电干扰；
4)照明、风机等电气设备中存在的电气接触不良产生的放电干扰；
5)开关操作产生的短时放电干扰。
在局部放电带电检测中，如果检测到放电信号，并确定为GIS内部的局部放电，则可以把所测波形和图谱与典型放电波形和图谱进行比较，确定其局部放电的类型。
局部放电类型识别的准确程度取决于经验和数据的不断积累，目前尚未达到完善的程度。
在实际检测中，当检测结果和检修结果确定以后，应保留波形和图谱数据，作为今后局部放电类型识别的依据。
在局部放电带电检测中，如果检测到放电信号，同时定位结果位于重要设备如断路器、电压互感器、隔离开关、接地刀闸或盆式绝缘子处，则应尽快安排停电检修。
如果放电源位于非关键部位，则应缩短检测周期，关注放电信号的强度和放电模式的变化。
在带电测量过程中，在GIS的高电压位置，如GIS的变压器和线路出线套管，请注意保持传感器及其电缆线和裸露的高压部件的安全绝缘距离，否则可能危及
管道、人身安全。
测试人员及测试设备在移动过程中，应注意对GIS设备的SF
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阀门及二次走线管道等的防护。
如果GIS发生绝缘击穿，GIS外壳可能出现危及人身安全的暂态电压。
测试人员应注意防护。
在GIS现场交接试验中，宜在GIS通过工频耐压试验后进行局部放电检测。
绝缘缺陷并非一定导致局部放电或持续的局部放电。
局部放电经常是断续发生的。
投运前和检修后的GIS交接试验中进行局部放电带电测量时，建议用橡胶锤敲击GIS壳体，激发浮电位局部放电以增加检测的有效性。
超高频传感对金属颗粒、浮电位部件的局部放电最为敏感，对尖端放电等长间隙放电相对不敏感。
附录A GIS 局部放电的典型图谱。
